DE10162373A1 - Production of a thick walled high wear resistant silicon-free gradient layer on a silicon nitride substrate comprises impregnating the substrate with synthesized titanium/carbon/nitrogen precursor polymers by dip coating, and ceramicizing - Google Patents

Production of a thick walled high wear resistant silicon-free gradient layer on a silicon nitride substrate comprises impregnating the substrate with synthesized titanium/carbon/nitrogen precursor polymers by dip coating, and ceramicizing

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Abstract

Production of a thick walled high wear resistant silicon-free gradient layer on a silicon nitride substrate (11) comprises impregnating the substrate with synthesized Ti/C/N precursor polymers in flowable form by dip coating; and ceramicizing. An Independent claim is also included for a immersion coating device (1) for carrying out the process comprising a three-way tap (3) connected directly to the vacuum pump (4) of a glove box (2). Preferred Features: The polymers are in liquid form. The coating process is carried out at 250-350 deg C.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer dickwandigen, hochverschleißfesten, siliziumfreien Gradientenbeschichtung auf einem bruchzähen Siliziumnitrid-Substrat sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for producing a thick-walled, highly wear-resistant, silicon-free gradient coating on a fracture tough Silicon nitride substrate and a device for performing the method.

Aufgrund ihrer geringen spezifischen Gewichte sowie ihrer sehr hohen Festigkeit und chemischen Beständigkeit werden Siliziumnitrid-Keramiken bereits seit längerer Zeit als Konstruktions- und Schneidwerkstoffe eingesetzt. Insbesondere bei Schneidwerkzeugen wird der Verschleiß durch eine Beschichtung mit Titancarbonitriden erheblich herabgesetzt. Die herkömmlichen Verfahren haben allerdings den Nachteil, dass komplexe Hochvakuumanlagen zur Beschichtung nach dem CVD- oder PVD-Verfahren erforderlich sind. Da mit diesen Anlagen nur eine Beschichtung mit flüchtigen Precursoren möglich ist, ist die Auswahl an möglichen Beschichtungswerkstoffen gering. Die Beschichtungsparameter, insbesondere die Einstellung der Partialdrücke und die Wahl des Trägergases erfordern große Sorgfalt.Because of their low specific weights and their very high strength and Silicon nitride ceramics have long been chemically resistant used as construction and cutting materials. Especially at Cutting tools will wear through a coating with Titanium carbonitrides significantly reduced. The traditional methods have however, the disadvantage that complex high-vacuum systems for coating after CVD or PVD processes are required. Because with these systems only one Coating with volatile precursors is possible, the selection is possible Coating materials low. The coating parameters, especially the Setting the partial pressures and the choice of the carrier gas require great care.

Die genannten Beschichtungstechniken liefern nur geringe Schichtdicken, die ein Nachschleifen der Werkzeuge unmöglich machen. Es ist schwierig, komplizierte Werkzeuggeometrien zu beschichten.The coating techniques mentioned only provide small layer thicknesses Make regrinding of the tools impossible. It is difficult, complicated Coating tool geometries.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Beschichtungswerkstoff zu finden, mit dem dickere Schichten als bekannt mit geringerem Aufwand bei guter Haftung auf Siliziumnitrid-Substrate aufgebracht werden können sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The object of the invention is to find a coating material with which thicker layers than known with less effort and good adhesion Silicon nitride substrates can be applied and a device for Execution of the procedure.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt hinsichtlich des Beschichtungswerkstoffs und des Verfahrens dadurch, dass Ti/C/N-Precursorpolymere synthetisiert werden, die sich zur Flüssigphasenbeschichtung von Siliciumnitrid-Substraten mit einer speziell entwickelten Randzonenporosität eignen. Um eine Verwendungsmöglichkeit von präkeramischen Ti/C/N-haltigen Polymeren für Dip-Coating-Techniken und insbesondere eine gute Infiltration der Randzonenporen des Substrats zu ermöglichen, liegen diese Polymere entweder selbst in flüssiger Form vor oder werden durch geeignete Modifizierung, wie beispielsweise durch Lösungsmittelzusatz und/oder durch Temperatureinstellung, in einen fließfähigen Werkstoff mit geeigneter Viskosität überführt.The problem is solved with regard to the coating material and Process in that Ti / C / N precursor polymers are synthesized, which become  Liquid phase coating of silicon nitride substrates with a special developed edge zone porosity. To be able to use preceramic Ti / C / N-containing polymers for dip-coating techniques and especially good infiltration of the marginal zone pores of the substrate enable, these polymers are either themselves in liquid form or by suitable modification, such as by adding solvents and / or by setting the temperature in a flowable material with suitable Viscosity transferred.

Unter Verwendung von Ti(NEt2)4 und N,N'-Dimethylethylendiamin in Toluol als Lösungsmittel erhält man ein viskoses, gut in Toluol lösliches Polymer, welches zur Beschichtung von Substraten nach der Dip-Coating-Technik verwendet werden kann. Dieses Polymer wurde analysiert.Using Ti (NEt 2 ) 4 and N, N'-dimethylethylenediamine in toluene as the solvent gives a viscous, readily soluble in toluene polymer which can be used for coating substrates by the dip-coating technique. This polymer was analyzed.

Zur Darstellung wird Tetrakis(diethylamino)titan [Ti(NEt2)4] in Toluol gelöst und in einem mit Schutzgasatmosphäre gefüllten Reaktionsgefäß vorgelegt. Hierzu wird N,N'-Dimethylethylendiamin verdünnt in Toluol unter Rühren bei Raumtemperatur zugetropft und anschließend 16 h auf 110°C erhitzt, Fig. 1.For illustration, tetrakis (diethylamino) titanium [Ti (NEt 2 ) 4 ] is dissolved in toluene and placed in a reaction vessel filled with a protective gas atmosphere. For this purpose, N, N'-dimethylethylenediamine, diluted in toluene, is added dropwise with stirring at room temperature and then heated to 110 ° C. for 16 h, FIG. 1.

Entstehendes Diethylamin wird kontinuierlich destillativ abgetrennt. Nach dem Einengen der Lösung unter Vakuum wird eine schwarze, viskose Flüssigkeit erhalten, die gut in Toluol löslich ist. Das Ti/C/N-Polymer ist, wie in Fig. 2 dargestellt, IR-spektroskopisch charakterisiert.The resulting diethylamine is continuously removed by distillation. After concentrating the solution under vacuum, a black, viscous liquid is obtained which is readily soluble in toluene. The Ti / C / N polymer, as shown in FIG. 2, is characterized by IR spectroscopy.

Das Pyrolyseverhalten des Polymers wurde mittels TGA-MS (Thermogravimetrie mit in situ-Massenspektroskopie) untersucht. Gemäß Fig. 3 beobachtet man eine erste Keramisierungsstufe zwischen 200 und 400°C, eine weitere bei ca. 700°C. Die aus dem Werkstoff ausgasenden Bestandteile wurden massenspektrometrisch identifiziert.The pyrolysis behavior of the polymer was investigated using TGA-MS (thermogravimetry with in situ mass spectroscopy). According to FIG. 3, a first ceramization stage between 200 and 400 ° C. is observed, a further one at approx. 700 ° C. The components outgassing from the material were identified by mass spectrometry.

Zusätzlich zu den genannten Methoden wurden das Ti/C/N-Polymer NMR-spektroskopisch untersucht und Elementaranalysen angefertigt. In addition to the methods mentioned, the Ti / C / N polymer Investigated by NMR spectroscopy and elementary analyzes.  

XRD-Untersuchungen an den Pyrolysaten (ohne Substratmaterial) haben gezeigt, daß sich in allen Fällen eine kristalline TiC0.3N0.7-Phase ausbildet. Ein entsprechendes Diffraktogramm ist in Fig. 4 wiedergegeben.XRD studies on the pyrolysates (without substrate material) have shown that a crystalline TiC 0.3 N 0.7 phase is formed in all cases. A corresponding diffractogram is shown in FIG. 4.

Weitere flüssige und in organischen Lösungsmitteln lösliche Polymere wurden durch Umsetzung von Tetrakis(diethylamino)titan mit primären Aminen unter optimierten Reaktionsbedingungen synthetisiert. So liefert die Transaminierung von Ti(NEt2)4 mit n-Butylamin ein flüssiges Reaktionsprodukt nach Fig. 5, das ebenfalls als Ti/C/N-Precursor zur Beschichtung von Si3N4-Substraten verwendet werden kann.Other liquid polymers that are soluble in organic solvents were synthesized by reacting tetrakis (diethylamino) titanium with primary amines under optimized reaction conditions. For example, the transamination of Ti (NEt 2 ) 4 with n-butylamine provides a liquid reaction product according to FIG. 5, which can also be used as a Ti / C / N precursor for coating Si 3 N 4 substrates.

Durch die Einstellung des Tetrakis-N-Butylamin-Verhältnisses kann die Viskosität des Polymers für das Dip-Coating-Verfahren optimiert werden, Fig. 6.The viscosity of the polymer can be optimized for the dip coating process by setting the tetrakis-N-butylamine ratio, FIG. 6.

Zur Verbesserung der keramischen Ausbeute wurde die Vorvernetzung mit Ammoniak untersucht. Die Ergebnisse der Untersuchungen zur Optimierung der keramischen Ausbeute sind in Fig. 7 zusammengefaßt, wobei folgende Precursoren untersucht wurden: P1: (Tetrakis + N,N'-Dimethylethylendiamin), P2: (Tetrakis) und P3: (Tetrakis + n-Butylamin). Bei der Pyrolyse bei 1050°C wurde für P1 eine keramische Ausbeute von 44 Gew.-% und für Tetrakis 56 Gew.-% erreicht. Für P1 ist die keramische Ausbeute für die untersuchten NH3-Strömungsgeschwindigkeiten fast unveränderlich. Für P2 und P3 konnte ein optimaler NH3 Bedarf in Liter ermittelt werden, der zu einer deutlichen Steigerung der keramischen Ausbeute führt. Die Peakanalyse der XRD-Aufnahme des mit NH3 pyrolisierten P3 Precursors nach der Vegard'schen Regel zeigt die Bildung einer TiCXNY Phase, wobei X = 0,1 bis 0,15 und Y = 0,9 bis 0,85 ist.Pre-crosslinking with ammonia was investigated to improve the ceramic yield. The results of the investigations to optimize the ceramic yield are summarized in FIG. 7, the following precursors being investigated: P1: (tetrakis + N, N'-dimethylethylenediamine), P2: (tetrakis) and P3: (tetrakis + n-butylamine) , In the pyrolysis at 1050 ° C., a ceramic yield of 44% by weight was achieved for P1 and 56% by weight for Tetrakis. For P1, the ceramic yield for the investigated NH 3 flow rates is almost unchangeable. For P2 and P3, an optimal NH 3 requirement in liters could be determined, which leads to a significant increase in the ceramic yield. The peak analysis of the XRD uptake of the P3 precursor pyrolyzed with NH 3 according to the Vegard rule shows the formation of a TiC X N Y phase, where X = 0.1 to 0.15 and Y = 0.9 to 0.85 ,

Als weitere Variante wurde die in situ-Vernetzung bei der Pyrolyse des Precursors untersucht. Dabei wird ein geringer NH3-Gasstrom über die Dip-Coating-Schicht geleitet, um eine optimale und gleichmäßige Vernetzung zu erreichen. In den Fig. 8a und 8b ist das Ergebnis einer solchen Behandlung illustriert. Auf das poröse Interface eines Substrats der Zusammensetzung mit größer 95% Siliziumnitrid und dem Rest oxidischer Anteile als Sinterhilfsmittel, unter der Zugabe von 5 Vol.-% Siliziumnitridkeimen der β-Phase gesintert, wurde ein TiH2 gefüllter P3 Precursor dreimalig aufgetragen. Die resultierende Schicht hat eine gute Haftung auf dem Interface. Bei der Erprobung der Beschichtung entstanden Risse erst nach der dritten Beschichtungsstufe. Die erreichte Schichtdicke liegt im Bereich von 100 µm, im Bereich der Kanten bei ca. 60 µm.As a further variant, the in situ crosslinking during the pyrolysis of the precursor was examined. A small stream of NH 3 gas is passed over the dip-coating layer in order to achieve optimal and even cross-linking. The result of such a treatment is illustrated in FIGS. 8a and 8b. A TiH 2 -filled P3 precursor was applied three times to the porous interface of a substrate of the composition with greater than 95% silicon nitride and the rest of oxidic components as sintering aids, with the addition of 5% by volume silicon nitride nuclei of the β phase. The resulting layer adheres well to the interface. When the coating was tested, cracks only appeared after the third coating stage. The layer thickness achieved is in the range of 100 µm and around 60 µm in the area of the edges.

Nachfolgend wird eine Vorrichtung vorgestellt, mit der das erfindungsgemäße Beschichtungsverfahren im Labormaßstab durchgeführt werden kann. Der dieser Anlage zugrundeliegende grundsätzliche Aufbau ist die Grundlage für die Gestaltung einer Anlage zur Produktion im industriellen Maßstab. Fig. 9 zeigt schematisch den Aufbau der sogenannten Dip-Coating-Anlage, eine Tauchbeschichtungsanlage 1.A device is presented below with which the coating method according to the invention can be carried out on a laboratory scale. The basic structure of this plant is the basis for the design of a plant for production on an industrial scale. FIG. 9 schematically shows the structure of the so-called dip coating system, a dip coating system 1 .

Die Tauchbeschichtungsanlage 1 steht in einer sogenannten Glove-Box 2, die mit Schutzgas gefüllt werden kann, beispielsweise Argon. Die Tauchbeschichtungsanlage 1 ist durch einen Drei-Wege-Hahn 3 direkt mit der Vakuum-Pumpe 4 der Glove-Box 2 verbunden. Der Druck in der Tauchbeschichtungsanlage 1 kann durch ein Vakuum- Messgerät 5 kontrolliert werden. Der gesamte Beschichtungsvorgang läuft unter Inertgasatmosphäre ab, um auszuschließen, dass die thermisch unbehandelten Substrate Kontakt mit Luft bekommt.The dip coating system 1 is in a so-called glove box 2 , which can be filled with protective gas, for example argon. The dip coating system 1 is connected directly to the vacuum pump 4 of the glove box 2 by a three-way valve 3 . The pressure in the dip coating system 1 can be checked by a vacuum measuring device 5 . The entire coating process takes place under an inert gas atmosphere in order to rule out that the thermally untreated substrates come into contact with air.

Der Precursor-Behälter 6 ist transparent, damit der Verarbeitungsvorgang optisch kontrolliert werden kann. Die Viskosität der Precursorenlösungen 7 soll möglichst konstant bleiben, damit eine optimierte Schichtdicke reproduziert werden kann. Darüber hinaus soll bei längerer Lagerung keine chemische Veränderung einer Precursorenlösung 7 stattfinden. Aus diesem Grund ist unter dem Precursor-Behälter 6 eine Heizplatte 8 angeordnet. Mit einem sogenannten Rührfisch 9 wird die Precursorenlösung 7 zur Vergleichmäßigung umgewälzt, während ein Ultraschallhomogenisator 10 eine Entmischung verhindert.The precursor container 6 is transparent so that the processing operation can be checked optically. The viscosity of the precursor solutions 7 should remain as constant as possible so that an optimized layer thickness can be reproduced. In addition, no chemical change of a precursor solution 7 should take place during long storage. For this reason, a heating plate 8 is arranged under the precursor container 6 . The precursor solution 7 is circulated with a so-called stirring fish 9 for homogenization, while an ultrasonic homogenizer 10 prevents segregation.

In der Tauchbeschichtungsanlage 1 kann das Substrat 11 mit flankierenden Maßnahmen, beispielsweise Vakuum-Vorbehandlung oder Überdruck, behandelt werden, damit die Randzonen-Restporosität des Substrats 11 mit Precursorenlösung 7 benetzt bzw. gefüllt werden kann.In the dip coating system 1 , the substrate 11 can be treated with flanking measures, for example vacuum pretreatment or overpressure, so that the edge zone residual porosity of the substrate 11 can be wetted or filled with precursor solution 7 .

Ein Getriebemotor 12, mit dem die an einer Fördereinrichtung 13 hängenden Substrate 11 aus der Precursorenlösung 7 gezogen werden, hat selbst bei extrem niedriger Drehzahl, die mittels eines Steuergeräts 14 gesteuert werden kann, ein bestimmtes Drehmoment und eine konstante Drehzahl, damit homogene, reproduzierbare Schichten hergestellten werden können. Die Schichtdicke der auf dem Substrat 11 haftenden Polymerschicht ist unter anderem abhängig von der Geschwindigkeit, mit der das Substrat aus der Precursorenlösung 7 gezogen wird, von der Viskosität sowie von der Dichte der Lösung.A geared motor 12 , with which the substrates 11 hanging on a conveying device 13 are pulled out of the precursor solution 7 , has a certain torque and a constant speed, so that homogeneous, reproducible layers, even at extremely low speed, which can be controlled by means of a control device 14 can be produced. The layer thickness of the polymer layer adhering to the substrate 11 depends, inter alia, on the speed at which the substrate is drawn out of the precursor solution 7 , on the viscosity and on the density of the solution.

Die Anlage besitzt eine Heizeinrichtung 15, damit an den auf dem Substrat 11 aufgebrachten Schichten Trocknungs- und Vernetzungsschritte bei erhöhter Temperatur, bei 250 bis 350°C, nachgeschaltet werden können. Die Behandlung im Heizraum 16, der von einer Beleuchtungseinrichtung 17 ausgeleuchtet wird, kann durch ein hier nicht dargestelltes Sichtfenster beobachtet werden. Der Wechsel der Substrate 11 erfolgt über eine Entnahmeschleuse 18. Mit 19 ist das symbolisch dargestellte Schließsystem der Anlage bezeichnet.The system has a heating device 15 so that drying and crosslinking steps at elevated temperature, at 250 to 350 ° C., can be carried out on the layers applied to the substrate 11 . The treatment in the boiler room 16 , which is illuminated by an illumination device 17 , can be observed through a viewing window, not shown here. The substrates 11 are changed via a removal lock 18 . With 19 the symbolically represented locking system of the system is designated.

Claims (20)

1. Verfahren zur Herstellung einer dickwandigen, hochverschleißfesten, siliziumfreien Gradientenbeschichtung auf einem bruchzähen Siliziumnitrid-Substrat, dadurch gekennzeichnet, dass das Siliciumnitrid-Substrat mit synthetisierten Ti/C/N-Precursorpolymere in fließfähiger Form mittels Dip-Coaten getränkt und anschließend keramisiert wird.1. A process for producing a thick-walled, highly wear-resistant, silicon-free gradient coating on a fracture-tough silicon nitride substrate, characterized in that the silicon nitride substrate is impregnated with synthesized Ti / C / N precursor polymers in flowable form by means of dip coats and then ceramized. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymere selbst in flüssiger Form vorliegen.2. The method according to claim 1, characterized in that the polymers themselves are in liquid form. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymere durch geeignete Modifizierung, wie durch Lösungsmittelzusatz und/oder durch Temperatureinstellung, in einen fließfähigen Werkstoff mit geeigneter Viskosität überführt werden.3. The method according to claim 1, characterized in that the polymers by suitable modification, such as by adding solvent and / or by Temperature setting, in a flowable material with a suitable viscosity be transferred. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass durch Lösen von Ti(NEt2)4 und N,N'-Dimethylethylendiamin in Toluol als Lösungsmittel ein in Toluol lösliches Polymer zur Beschichtung erhalten wird.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that by dissolving Ti (NEt 2 ) 4 and N, N'-dimethylethylenediamine in toluene as a solvent a toluene-soluble polymer for coating is obtained. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass durch Umsetzung von Tetrakis(diethylamino)titan mit primären Aminen synthetisiert flüssige und in organischen Lösungsmitteln lösliche Polymere erzeugt werden.5. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that by reacting tetrakis (diethylamino) titanium with primary amines synthesizes liquid and organic solvent-soluble polymers be generated. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Transaminierung von Ti(NEt2)4 mit n-Butylamin ein flüssiges Reaktionsprodukt liefert, das als Ti/C/N-Precursor zur Beschichtung von Si3N4-Substraten verwendet werden kann. 6. The method according to claim 5, characterized in that the transamination of Ti (NEt 2 ) 4 with n-butylamine provides a liquid reaction product which can be used as a Ti / C / N precursor for coating Si 3 N 4 substrates , 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Einstellung des Tetrakis-N-Butylamin-Verhältnisses die Viskosität des Polymers für das Dip-Coating-Verfahren optimiert werden kann.7. The method according to claim 6, characterized in that by the setting of the tetrakis-N-butylamine ratio is the viscosity of the polymer for the Dip coating process can be optimized. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verbesserung der keramischen Ausbeute eine Vorvernetzung mit Ammoniak erfolgt.8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that for Pre-crosslinking with ammonia improves the ceramic yield he follows. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verbesserung der keramischen Ausbeute eine in situ-Vernetzung bei der Pyrolyse des Precursors durchgeführt wird, wobei ein geringer NH3-Gasstrom über die Dip-Coating-Schicht geleitet wird.9. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that in order to improve the ceramic yield, an in-situ crosslinking is carried out during the pyrolysis of the precursor, with a small NH 3 gas stream being passed over the dip coating layer. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat eine Vorbehandlung mit Vakuum oder Überdruck erfährt, damit die Randzonen-Restporosität des Substrats mit Precursorenflüssigkeit benetzt bzw. gefüllt werden kann.10. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the Undergoes a pretreatment with vacuum or overpressure so that the Edge zone residual porosity of the substrate wetted with precursor liquid or can be filled. 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der auf dem Substrat haftenden Polymerschicht durch die Geschwindigkeit, mit der das Substrat aus der Lösung gezogen wird, durch die Viskosität sowie durch die Dichte der Lösung beeinflusst werden kann.11. The method according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the thickness of the polymer layer adhering to the substrate through the The rate at which the substrate is pulled out of solution through which Viscosity and the density of the solution can be influenced. 12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Viskosität der Precursorenlösungen konstant gehalten wird.12. The method according to any one of claims 1 to 11, characterized in that the viscosity of the precursor solutions is kept constant. 13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Beschichtungsvorgang unter einer Inertgasatmosphäre, vorzugsweise Argon, durchgeführt wird. 13. The method according to any one of claims 1 to 12, characterized in that the coating process under an inert gas atmosphere, preferably argon, is carried out.   14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass an den auf dem Substrat aufgebrachten Schichten Trocknungs- und Vernetzungsschritte bei Temperaturen von 250 bis 350°C durchgeführt werden.14. The method according to any one of claims 1 to 13, characterized in that the drying and drying layers applied to the substrate Crosslinking steps are carried out at temperatures of 250 to 350 ° C. 15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Siliciumnitrid-Substrat aus einer Zusammensetzung von größer 95% Vol.-% Siliziumnitrid und dem Rest oxidischer Anteile als Sinterhilfsmittel, unter Zugabe von 5 Vol.-% Siliziumnitridkeimen der β-Phase, gesintert wird.15. The method according to any one of claims 1 to 14, characterized in that the silicon nitride substrate with a composition of greater than 95% by volume Silicon nitride and the rest of oxidic components as sintering aids, with addition of 5 vol .-% silicon nitride nuclei of the β phase, is sintered. 16. Tauchbeschichtungsanlage zur Durchführung des Verfahrens zur Herstellung einer dickwandigen, hochverschleißfesten, siliziumfreien Gradientenbeschichtung auf einem bruchzähen Siliziumnitrid-Substrat 11 nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Tauchbeschichtungsanlage in einer Glove-Box 2 steht, die mit Schutzgas füllbar ist.16. Dip coating system for carrying out the method for producing a thick-walled, highly wear-resistant, silicon-free gradient coating on a break-resistant silicon nitride substrate 11 according to one of claims 1 to 15, characterized in that the dip coating system is in a glove box 2 which can be filled with protective gas , 17. Tauchbeschichtungsanlage nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Tauchbeschichtungsanlage 1 durch einen Drei-Wege-Hahn 3 direkt mit der Vakuum-Pumpe 4 der Glove-Box 2 verbunden ist.17. Dip coating system according to claim 16, characterized in that the dip coating system 1 is directly connected to the vacuum pump 4 of the glove box 2 by a three-way valve 3 . 18. Tauchbeschichtungsanlage nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass ein Getriebemotor 12 vorgesehen ist, mit dem die Substrate 11 aus der Precursorenlösung 7 gezogen werden, der selbst bei extrem niedriger Drehzahl ein bestimmtes Drehmoment und eine konstante Drehzahl hat zur Bewegung der Substrate 11 mit konstanter Geschwindigkeit zur Herstellung homogener, reproduzierbarer Schichten.18. Dip coating system according to claim 16 or 17, characterized in that a gear motor 12 is provided with which the substrates 11 are drawn from the precursor solution 7 , which has a certain torque and a constant speed for moving the substrates 11 even at extremely low speed at constant speed to produce homogeneous, reproducible layers. 19. Tauchbeschichtungsanlage nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass eine Heizeinrichtung 15 zur Behandlung der auf den Substraten 11 aufgebrachten Schichten vorgesehen ist. 19. Dip coating system according to one of claims 16 to 18, characterized in that a heating device 15 is provided for treating the layers applied to the substrates 11 . 20. Tauchbeschichtungsanlage nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter 6 zur Aufnahme der Precursoren 7 transparent ist.20. Dip coating system according to one of claims 16 to 19, characterized in that the container 6 for receiving the precursors 7 is transparent.
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DE10162373A Withdrawn DE10162373A1 (en) 2000-12-22 2001-12-19 Production of a thick walled high wear resistant silicon-free gradient layer on a silicon nitride substrate comprises impregnating the substrate with synthesized titanium/carbon/nitrogen precursor polymers by dip coating, and ceramicizing

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RU2453520C1 (en) * 2010-12-20 2012-06-20 Открытое акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" Method of producing cover of antenna dome out of reaction bonded silicon nitride

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DE4039519A1 (en) * 1989-12-11 1991-06-13 Canon Kk Barrier layer organic photo-element - has poly:silane organic semiconductor layer used e.g. metal- or semiconductor-insulator-semiconductor Schottky transition
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